(57)【要約】【課題】変倍比を確保しつつも小型で光学性能も良好な光路反射型のズームレンズを提供する。【解決手段】物体側から像側に順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、負屈折力の第４レンズ群、正屈折力の第５レンズ群を有する実質的には５群構成であり、前記第１レンズ群は光線を反射させる反射面を含む反射部材を含み、広角端から望遠端への変倍の際に、各レンズ群の間の距離が変化し、前記第３レンズ群が正レンズと負レンズを含む３枚のレンズを含んでなる単一の接合レンズ成分を含み、且つ、前記接合レンズは最も物体側の屈折面と最も像側の屈折面がともに凸面であり、かつ、前記接合レンズ中の何れかの負レンズは両凹レンズであり、前記両凹レンズは接合レンズ成分中で最もアッベ数の小さいレンズである。【選択図】図１
2013007898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側に順に、
正屈折力の第１レンズ群、
負屈折力の第２レンズ群、
正屈折力の第３レンズ群、
負屈折力の第４レンズ群、及び
正屈折力の第５レンズ群を有する実質的には５群構成であり、
前記第１レンズ群は光線を反射させる反射面を含む反射部材を含み、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記各レンズ群の間の距離が変化し、
前記第３レンズ群が正レンズと負レンズを含む３枚のレンズを含んでなる単一の接合レンズ成分を含み、且つ、前記接合レンズ成分は最も物体側の屈折面と最も像側の屈折面がともに凸面であり、かつ、前記接合レンズ成分中の何れかの負レンズは両凹レンズであり、前記両凹レンズは前記接合レンズ成分中で最もアッベ数の小さいレンズであることを特徴とする光路反射型ズームレンズ。
【請求項２】
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の光路反射型ズームレンズ。
７＜（β２Ｔ×β３Ｔ×β４Ｔ）／（β２Ｗ×β３Ｗ×β４Ｗ）＜２０      （１）
ここで、
β２Ｔは、望遠端における最も遠距離に合焦した際の前記第２レンズ群の横倍率、
β２Ｗは、広角端における最も遠距離に合焦した際の前記第２レンズ群の横倍率、
β３Ｔは、望遠端における最も遠距離に合焦した際の前記第３レンズ群の横倍率、
β３Ｗは、広角端における最も遠距離に合焦した際の前記第３レンズ群の横倍率、
β４Ｔは、望遠端における最も遠距離に合焦した際の前記第４レンズ群の横倍率、
β４Ｗは、広角端における最も遠距離に合焦した際の前記第４レンズ群の横倍率、
である。
【請求項３】
前記第３レンズ群が、物体側から像側に順に、正屈折力の正レンズ成分、前記接合レンズ成分からなり、前記接合レンズ成分が全体で負の屈折力を持つことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光路反射型ズームレンズ。
【請求項４】
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項３に記載の光路反射型ズームレンズ。
−０．９＜ｆ３ＧＦ／ｆ３ＧＲ＜−０．１      （２）
ここで、
ｆ３ＧＦは、前記第３レンズ群中の前記正レンズ成分の焦点距離、
ｆ３ＧＲは、前記第３レンズ群中の前記接合レンズ成分の焦点距離、
である。
【請求項５】
前記第３レンズ群中の前記接合レンズ成分は、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の光路反射型ズームレンズ。
１５＜νＰｍａｘ−νＮｍｉｎ＜７０      （３）
ここで、
νＰｍａｘは、前記接合レンズ成分中の前記正レンズのアッベ数の最大値、
νＮｍｉｎは、前記接合レンズ成分中の前記負レンズのアッベ数の最小値、
である。
【請求項６】
前記接合レンズ成分は、物体側から像側に順に、物体側に凸の第１の正レンズ、負レンズ、及び第２の正レンズの３枚のレンズにて構成されることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の光路反射型ズームレンズ。
【請求項７】
前記接合レンズ成分が以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項６に記載の光路反射型ズームレンズ。
０．０５＜ｆＮ／ｆＣＬ＜０．８      （４）
ここで、
ｆＮは、前記接合レンズ成分中の前記負レンズの単体での焦点距離、
ｆＣＬは、前記接合レンズ成分の焦点距離、
である。
【請求項８】
前記接合レンズ成分が以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の光路反射型ズームレンズ。
−０．９＜（ＲＯＣＬ＋ＲＩＣＬ）／（ＲＯＣＬ−ＲＩＣＬ）＜０．５      （５）
ここで、
ＲＯＣＬは、前記接合レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
ＲＩＣＬは、前記接合レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
【請求項９】
前記第３レンズ群と前記第４レンズ群が以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の光路反射型ズームレンズ。
−４＜ｆ３Ｇ／ｆ４Ｇ＜−０．１      （６）
ここで、
ｆ３Ｇは、前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４Ｇは、前記第４レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項１０】
以下の条件式（７）、（８）、（９）を満足することを特徴とする請求項１から請求項９の何れか１項に記載の光路反射型ズームレンズ。
１．５＜β２Ｔ／β２Ｗ＜８    （７）
１．５＜β３Ｔ／β３Ｗ＜８    （８）
１＜β４Ｔ／β４Ｗ＜５      （９）
ここで、
β２Ｔは、望遠端における最も遠距離に合焦した際の前記第２レンズ群の横倍率、
β２Ｗは、広角端における最も遠距離に合焦した際の前記第２レンズ群の横倍率、
β３Ｔは、望遠端における最も遠距離に合焦した際の前記第３レンズ群の横倍率、
β３Ｗは、広角端における最も遠距離に合焦した際の前記第３レンズ群の横倍率、
β４Ｔは、望遠端における最も遠距離に合焦した際の前記第４レンズ群の横倍率、
β４Ｗは、広角端における最も遠距離に合焦した際の前記第４レンズ群の横倍率、
である。
【請求項１１】
前記第１レンズ群中の前記反射部材は前記反射面を内面反射面として有し且つ物体側の屈折面である物体側面と像側の屈折面である像側面を持つ反射プリズムからなり、
前記第１レンズ群における前記反射面よりも物体側の合成屈折力は負の屈折力であり、
前記第１レンズ群における前記反射面よりも像側の合成屈折力は正の屈折力であり、
以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の光路反射型ズームレンズ。
１．２＜Ｐ／ｆＷ＜５              （１０）
ここで、
ｆＷは、広角端における最も遠距離に合焦した際の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
Ｐは、前記第１レンズ群中の前記反射部材の前記物体側面から前記像側面までの光軸に沿った実距離、
である。
【請求項１２】
光路反射型ズームレンズと、前記光路反射型ズームレンズの像側に配置され前記光路反射型ズームレンズにより形成される像を受光する撮像面を備えた撮像素子とを有し、
前記光路反射型ズームレンズが請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の光路反射型ズームレンズであることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、光路反射型ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、物体側から像側に順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、正屈折力の第４レンズ群、及び負屈折力の第５レンズ群からなる５群ズーム構成の光路反射型ズームレンズ、もしくは、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、負屈折力の第４レンズ群、及び正屈折力の第５レンズ群からなる５群構成の光路反射型ズームレンズが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された光路反射型ズームレンズは、広角端焦点距離が１３５フォーマットにて焦点距離３５ｍｍ相当の画角で変倍比７程度を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０４１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光路反射型のズームレンズは撮影装置の薄型化に向いているが、撮影装置の本体に内蔵した構成においても高変倍比化により画角の選択自由度を大きくすることが好ましい。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、変倍比を確保しつつも小型で光学性能も良好な光路反射型のズームレンズを提供することにある。更には、そのようなズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光路反射型ズームレンズは、物体側から像側に順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、負屈折力の第４レンズ群、正屈折力の第５レンズ群を有する実質的には５群構成であり、第１レンズ群は光線を反射させる反射面を含む反射部材を含み、広角端から望遠端への変倍の際に、各レンズ群の間の距離が変化し、第３レンズ群が正レンズと負レンズを含む３枚のレンズを含んでなる単一の接合レンズ成分を含み、且つ、接合レンズは最も物体側の屈折面と最も像側の屈折面がともに凸面であり、かつ、接合レンズ中の何れかの負レンズは両凹レンズであり、両凹レンズは接合レンズ中で最もアッベ数の小さいレンズであることを特徴としている。
【０００８】
この構成により、物体側から像側に順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、負屈折力の第４レンズ群、正屈折力の第５レンズ群を有する配置とすることで、第４レンズ群にて軸外主光線を光軸から離れる方向に屈折させ、その後、第５レンズ群で射出瞳を像面から遠ざけるように屈折させる構成となる。それにより、射出瞳を像面から遠くしつつ第２レンズ群から第４レンズ群の有効径を小さくし易くなる。本発明のズームレンズは第１レンズ群中に反射面を備えるものであるが、後続する移動レンズ群の移動機構も含めたサイズを抑えられるので、撮像装置の厚さ方向の小型化に有利となる。
【０００９】
一方、正屈折力の第３レンズ群に積極的に変倍作用を持たせようとすると第３レンズ群内での収差変動、特に色収差の変動が生じやすくなる。
そこで、上述のように、正屈折力の第３レンズ群中に正レンズと負レンズを含む３枚のレンズを含んでなる単一の接合レンズを配置することで、第３レンズ群の変倍に伴う収差変動の低減に有利となる。
特に、接合レンズ中の何れかの負レンズが、アッベ数の小さい両凹レンズであるので、色収差を含む球面収差の低減やペッツバール和の調整に有利となる。
【００１０】
さらに、第３レンズ群中の接合レンズは、収差補正上有利な両凸形状として、物体側面と像側面に正の屈折力を分担し、収差補正上有利な構成としている。このような構成の場合、光軸に対する接合レンズを射出した軸外光束の角度は小さくなりやすくなる。本発明では第４レンズ群の負屈折力の作用により光軸に対する軸外光束の角度を大きくする構成となるので、小型化と結像性能の両立を良好にできる。
このように構成することで、変倍比を確保しつつも小型で光学性能も良好な光路反射型のズームレンズを提供できる。
【００１１】
なお、ズームレンズがフォーカシング機能を持つ場合は、最も遠距離に合焦した状態での構成とする。以下に示す発明も同様である。
上述の発明にて、更に以下の何れかひとつ、もしくは複数を同時に満足することが好ましい。
【００１２】
以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
７＜（β２Ｔ×β３Ｔ×β４Ｔ）／（β２Ｗ×β３Ｗ×β４Ｗ）＜２０      （１）
ここで、
β２Ｔは、望遠端における最も遠距離に合焦した際の第２レンズ群の横倍率、
β２Ｗは、広角端における最も遠距離に合焦した際の第２レンズ群の横倍率、
β３Ｔは、望遠端における最も遠距離に合焦した際の第３レンズ群の横倍率、
β３Ｗは、広角端における最も遠距離に合焦した際の第３レンズ群の横倍率、
β４Ｔは、望遠端における最も遠距離に合焦した際の第４レンズ群の横倍率、
β４Ｗは、広角端における最も遠距離に合焦した際の第４レンズ群の横倍率、
である。
【００１３】
条件式（１）は第２レンズ群から第４レンズ群までの合成系の好ましい変倍負担を特定したものである。
条件式（１）の下限値を下回らないように第２レンズ群から第４レンズ群までの合成系の変倍寄与を確保することでズームレンズの変倍比の確保に有利となる。
条件式（１）の上限値を上回らないようにすることで、第３レンズ群と第４レンズ群の変倍寄与を軽減しやすくなり、軸上の色収差の変動を抑えやすくなる。
【００１４】
第３レンズ群が、物体側から像側に順に、正屈折力の正レンズ成分、接合レンズ成分からなり、接合レンズ成分が全体で負の屈折力を持つことが好ましい。
なお、レンズ成分は光軸上にて空気に接する面が物体側面と像側面の２つのみのレンズブロックであり、単レンズか接合レンズを意味する。
【００１５】
第３レンズ群における十分な正屈折力を確保できるとともに、第３レンズ群の物体側主点を物体側寄りにでき、望遠端付近での第２第３レンズ群間の変化量に対する変倍作用を十分に確保しやすくなり、小型化と変倍比の確保の両立に有利となる。
【００１６】
更には、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
−０．９＜ｆ３ＧＦ／ｆ３ＧＲ＜−０．１      （２）
ここで、
ｆ３ＧＦは、第３レンズ群中の正レンズ成分の焦点距離、
ｆ３ＧＲは、第３レンズ群中の接合レンズ成分の焦点距離、
である。
【００１７】
条件式（２）は、第３レンズ群の主点を物体側寄りにする機能を確保しつつ、光学性能も良好とするための好ましい条件である。
条件式（２）の下限値を下回らないように第３レンズ群中の正レンズ成分のパワーを確保することで、第３レンズ群の主点を物体側よりにすることが有利となり、第３レンズ群の変倍比確保に有利となる。
一方、条件式（２）の上限値を上回らないように第３レンズ群中の正レンズ成分のパワーを制限することで、各収差補正に有利となる。
【００１８】
第３レンズ群中の接合レンズ成分は、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
１５＜νＰｍａｘ−νＮｍｉｎ＜７０      （３）
ここで、
νＰｍａｘは、接合レンズ成分中の正レンズのアッベ数の最大値、
νＮｍｉｎは、接合レンズ成分中の負レンズのアッベ数の最小値、
である。
【００１９】
条件式（３）の下限値を下回らないように接合レンズ成分中のレンズのアッベ数差を確保することで、第３レンズ群内で発生する倍率色収差を効率よく抑えることができる。
条件式（３）の上限値を上回らないようにすることで、組み合わせる材料の加工性の低減を抑え、コストの面でも有利となる。
【００２０】
接合レンズ成分は、物体側から像側に順に、物体側に凸の第１の正レンズ、負レンズ、第２の正レンズの３枚のレンズにて構成されることが好ましい。
【００２１】
接合レンズ成分の最も物体側に正レンズを配置することによって第３レンズ群の主点を物体側よりにすることができるので第３レンズ群の変倍比確保に有利となる。
接合レンズ成分中の２枚目に負レンズを配置することで、効率よく第３レンズ群内で発生する色収差を抑えることができる。
接合レンズ成分の最も像側に正レンズを配置することで接合レンズ成分の最も物体側の正レンズと正の屈折力を分担することができるので収差補正に有利となる。
また、３枚のレンズを接合することによって、第３レンズ群の光軸方向の厚みを抑えた状態で色収差などの各収差を効率よく抑えることができる。
【００２２】
このとき、接合レンズ成分が以下の条件式（４）を満足することがより好ましい。
０．０５＜ｆＮ／ｆＣＬ＜０．８      （４）
ここで、
ｆＮは、接合レンズ成分中の負レンズの単体での焦点距離、
ｆＣＬは、接合レンズ成分の焦点距離、
である。
【００２３】
条件式（４）の下限値を下回らないように負レンズの単体の屈折力を抑えることによって負レンズのレンズ面の曲率を低減でき、製造コストの低減に有利となる。
条件式（４）の上限値を上回らないように負レンズの単体の屈折力を確保することによって第３レンズ群内の色収差を効率よく抑えることができる。
【００２４】
また、接合レンズ成分が以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
−０．９＜（ＲＯＣＬ＋ＲＩＣＬ）／（ＲＯＣＬ−ＲＩＣＬ）＜０．５      （５）
ここで、
ＲＯＣＬは、接合レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
ＲＩＣＬは、接合レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
【００２５】
条件式（５）の下限値を下回らないように物体側の凸面の屈折力の過剰を抑えることで、収差補正を担う負レンズのレンズ面の曲率を低減でき、製造コストの低減に有利となる。
条件式（５）の上限値を上回らないように像側の凸面の屈折力の過剰を抑えることで、第３レンズ群全体の主点を物体側寄りにしやすくなり変倍比の確保に有利となる。
【００２６】
また、第３レンズ群と第４レンズ群が以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
−４＜ｆ３Ｇ／ｆ４Ｇ＜−０．１      （６）
ここで、
ｆ３Ｇは、第３レンズ群の焦点距離、
ｆ４Ｇは、第４レンズ群の焦点距離、
である。
【００２７】
第４レンズ群は軸外光束を光軸から離れる方向に屈折させる作用をもつ。ズームレンズの小型化への寄与に加えて、像面湾曲の補正にも寄与する。そのため、条件式（６）の上限値を上回らないようにして第４レンズ群の負の屈折力を確保することが好ましい。
一方、下限値を下回らないようにして第４レンズ群の負の屈折力の過剰を抑え、第４レンズ群の偏心による色収差を抑えやすくすることが好ましい。
【００２８】
また、以下の条件式（７）、（８）、（９）を満足することが好ましい。
１．５＜β２Ｔ／β２Ｗ＜８    （７）
１．５＜β３Ｔ／β３Ｗ＜８    （８）
１＜β４Ｔ／β４Ｗ＜５      （９）
ここで、
β２Ｔは、望遠端における最も遠距離に合焦した際の第２レンズ群の横倍率、
β２Ｗは、広角端における最も遠距離に合焦した際の第２レンズ群の横倍率、
β３Ｔは、望遠端における最も遠距離に合焦した際の第３レンズ群の横倍率、
β３Ｗは、広角端における最も遠距離に合焦した際の第３レンズ群の横倍率、
β４Ｔは、望遠端における最も遠距離に合焦した際の第４レンズ群の横倍率、
β４Ｗは、広角端における最も遠距離に合焦した際の第４レンズ群の横倍率、
である。
【００２９】
条件式（７）、（８）、（９）は、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群のそれぞれのレンズ群の好ましい変倍負担を特定するものである。
条件式（７）、（８）、（９）の下限値を下回らないようにそれぞれのレンズ群の変倍機能を確保し、条件式（７）、（８）、（９）の上限値を上回らないように何れかのレンズ群の変倍負担が過剰とならないようにすることで小型化と光学性能の両立につながる。
【００３０】
第１レンズ群中の反射部材は反射面を内面反射面として有し且つ物体側の屈折面である物体側面と像側の屈折面である像側面を持つ反射プリズムからなり、第１レンズ群における反射面よりも物体側の合成屈折力は負の屈折力であり、第１レンズ群における反射面よりも像側の合成屈折力は正の屈折力であり、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
１．２＜Ｐ／ｆＷ＜５              （１０）
ここで、
ｆＷは、広角端における最も遠距離に合焦した際のズームレンズ全系の焦点距離、
Ｐは、第１レンズ群中の反射部材の物体側面から像側面までの光軸に沿った実距離、
である。
【００３１】
条件式（１０）の下限値を下回らないようにすることで、反射部材を配置するスペースを確保しやすくなり、画角および周辺の光量の確保に有利となる。
条件式（１０）の上限値を上回らないようにすることで反射部材を小型にでき、ズームレンズの厚さ方向の小型化に有利となる。
【００３２】
本発明の撮像装置は、上述何れかの光路反射型ズームレンズと、その光路反射型ズームレンズの像側に配置され光路反射型ズームレンズにより形成される像を受光する撮像面を備えた撮像素子とを有する。
【００３３】
条件式（１）については、
下限値を７．５、更には８、更には８．５、更には９とすることがより好ましい。
上限値を１７、更には１４、更には１２とすることがより好ましい。
【００３４】
条件式（２）については、
下限値を−７、更には−５、更には−４とすることがより好ましい。
上限値を−０．１５、更には−０．２、更には−０．２５とすることがより好ましい。
【００３５】
条件式（３）については、
下限値を２０、更には２５、更には３０、更には３５とすることがより好ましい。
上限値を６０、更には５５、更には５０とすることがより好ましい。
【００３６】
条件式（４）については、
下限値を０．０６、更には０．０７とすることがより好ましい。
上限値を０．６、更には０．４、更には０．２とすることがより好ましい。
【００３７】
条件式（５）については、
下限値を−０．７、更には−０．６、更には−０．５とすることがより好ましい。
上限値を０．３、更には０．１、更には−０．１とすることがより好ましい。
【００３８】
条件式（６）については、
下限値を−３、更には−２、更には−１．７とすることがより好ましい。
上限値を−０．４、更には−０．７、更には−１．０、更には−１．３とすることがより好ましい。
【００３９】
条件式（７）については、
下限値を１．８、更には２．１、更には２．５とすることがより好ましい。
上限値を６、更には５、更には４、更には３とすることがより好ましい。
【００４０】
条件式（８）については、
下限値を１．８、更には２．１、更には２．５とすることがより好ましい。
上限値を６、更には５、更には４、更には３とすることがより好ましい。
【００４１】
条件式（９）については、
下限値を１．１、更には１．２とすることがより好ましい。
上限値を４、更には３、更には２、更には１．５とすることがより好ましい。
【００４２】
条件式（１０）については、
下限値を１．５、更には１．８、更には２．１、更には２．３とすることがより好ましい。
上限値を４、更には３．５、更には３、更には２．８とすることがより好ましい。
【００４３】
なお、上述の各発明を、任意に複数を同時に満足することがより好ましい。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値あるいは下限値のみを限定しても構わない。また、上述の各構成は、任意に組み合わせて構わない。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、変倍比を確保しつつも小型で光学性能も良好な光路反射型のズームレンズを提供することができる。更には、そのようなズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のズームレンズの実施例１の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。
【図２】本発明のズームレンズの実施例２の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。
【図３】本発明のズームレンズの実施例３の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。
【図４】本発明のズームレンズの実施例４の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。
【図５】本発明のズームレンズの実施例５の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。
【図６】実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図７】実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図８】実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図９】実施例４の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１０】実施例５の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１１】歪曲収差の補正を説明する図である。
【図１２】本発明による光路折り曲げズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図１３】上記デジタルカメラの後方斜視図である。
【図１４】上記デジタルカメラの断面図である。
【図１５】デジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下に、本発明にかかる光路反射型ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明のズームレンズの実施例１〜５について説明する。実施例１〜５の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図をそれぞれ図１〜図５に示す。図１〜図５中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、第５レンズ群はＧ５、明るさ（開口）絞りはＳ、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はＦ、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はＣ、像面はＩで示してある。なお、カバーガラスＣの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。平行平板Ｆは、ローバスフィルターの機能を持たないようにしてもよい。
【００４８】
また、各実施例において、明るさ絞りＳは固定されている。数値データはいずれも無限遠の被写体に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はｍｍ、角度の単位は°（度）である。フォーカシングはいずれの実施例も第４レンズ群Ｇ４の移動により行う。さらに、ズームデータは広角端（ＷＥ）、本発明で定義する中間ズーム状態（ＳＴ）、望遠端（ＴＥ）での値である。
【００４９】
実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、を配置している。
【００５０】
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は固定されている。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は固定されている。明るさ絞りＳは固定されている。
【００５１】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、プリズムと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、両凹負レンズと、両凸正レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、からなる。第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズからなる。図１〜５は、プリズム中の反射面の図示を省略し、展開した図であるが、実際は図１４に示すように直角プリズムとしている。
【００５２】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの両面と正メニスカスレンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の両凸正レンズの両面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの両面と、の１０面に設けられている。
【００５３】
実施例２のズームレンズは、図２に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、を配置している。
【００５４】
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は固定されている。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は固定されている。明るさ絞りＳは固定されている。
【００５５】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、プリズムと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、両凹負レンズと、両凸正レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、からなる。第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズからなる。
【００５６】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの両面と正メニスカスレンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の両凸正レンズの両面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの両面と、の１０面に設けられている。
【００５７】
実施例３のズームレンズは、図３に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、を配置している。
【００５８】
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は固定されている。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は固定されている。明るさ絞りＳは固定されている。
【００５９】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、プリズムと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、両凹負レンズと、両凸正レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、からなる。第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズからなる。
【００６０】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの両面と正メニスカスレンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の両凸正レンズの両面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの両面と、の１０面に設けられている。
【００６１】
実施例４のズームレンズは、図４に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、を配置している。
【００６２】
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は固定されている。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は固定されている。明るさ絞りＳは固定されている。
【００６３】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、プリズムと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、両凹負レンズと、両凸正レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、からなる。第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズからなる。
【００６４】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの両面と正メニスカスレンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の両凸正レンズの両面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの両面と、の１０面に設けられている。
【００６５】
実施例５のズームレンズは、図５に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、を配置している。
【００６６】
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は固定されている。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は固定されている。明るさ絞りＳは固定されている。
【００６７】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、プリズムと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、両凹負レンズと、両凸正レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、からなる。第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズからなる。
【００６８】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの両面と正メニスカスレンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の両凸正レンズの両面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの両面と、の１０面に設けられている。
【００６９】
以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角、ＷＥは広角端、ＳＴは中間焦点距離状態、ＴＥは望遠端、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数である。後述するレンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。ＢＦ（バックフォーカス）は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。
【００７０】
また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて、以下の式（Ｉ）で表される。
ここで、光軸方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｙ／ｒ）２｝１／２］＋Ａ４×Ｙ４＋Ａ６×Ｙ６＋Ａ８×Ｙ８＋Ａ１０×Ｙ１０＋Ａ１２×Ｙ１２      （Ｉ）
ここで、
ｒは近軸曲率半径、
Ｋは円錐係数、
Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。
また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０−ｎ」を示している。
【００７１】
数値実施例１
単位：ｍｍ
面データ
面番号      r           d        nd        υd
物面       ∞         ∞
1     -98.334      0.50     1.91082    35.25
2      20.480      1.95
3        ∞       13.00     2.00100    29.14
4        ∞        0.20
5*     21.440      2.66     1.49710    81.56
6*    -18.761      0.20
7*     25.828      1.41     1.55332    71.68
8*   1323.081      可変
9*    -65.082      0.40     1.85135    40.10
10*      7.926      1.65
11      -9.658      0.40     1.59282    68.63
12      58.866      0.20
13      24.456      1.30     1.92286    20.88
14     -33.938      可変
15(絞り)  ∞        可変
16*      6.078      3.20     1.58313    59.38
17*    -31.937      0.20
18       9.376      2.31     1.59551    39.24
19      -5.557      0.40     1.91082    35.25
20       4.348      2.30     1.49700    81.54
21     -13.641      可変
22      17.973      1.64     1.69895    30.13
23      -5.616      0.40     1.88300    40.76
24       5.645      可変
25*    353.417      2.40     1.49710    81.56
26*     -6.966      2.50
27        ∞        0.50     1.51633    64.14
28        ∞        0.50
29        ∞        0.50     1.51633    64.14
30        ∞        0.37
像面（撮像面）
非球面データ
第５面
k=0.000
A4=-5.51597e-05,A6=-5.93424e-07,A8=-3.06482e-08,
A10=-2.95236e-10,A12=1.55158e-12  
第６面
k=0.000
A4=-4.67636e-05,A6=-1.85116e-06,A8=4.20573e-08,
A10=-7.69147e-10,A12=3.11932e-12  
第７面
k=0.000
A4=-4.21268e-05,A6=-6.90827e-06,A8=4.93793e-08,
A10=6.78499e-10  
第８面
k=0.000
A4=-6.67998e-06,A6=-7.06231e-06,A8=3.55063e-08,
A10=4.25469e-10  
第９面
k=0.000
A4=-5.25607e-04,A6=3.92657e-05,A8=-1.66551e-06,
A10=2.85514e-08,A12=1.64766e-10  
第１０面
k=0.000
A4=-6.21457e-04,A6=4.26694e-05,A8=-1.97602e-06,
A10=5.57693e-08  
第１６面
k=0.000
A4=-7.98458e-05,A6=-6.14730e-07,A8=1.15974e-07,
A10=6.44765e-09  
第１７面
k=0.000
A4=1.97018e-04,A6=-5.03979e-06,A8=3.91512e-07,
A10=-6.94698e-09  
第２５面
k=0.000
A4=1.58864e-03,A6=-1.45221e-05,A8=-4.61592e-07,
A10=-1.02889e-08  
第２６面
k=0.000
A4=2.32294e-03,A6=-5.35811e-05,A8=8.70541e-07,
A10=-3.15216e-08  
ズームデータ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
焦点距離           5.06     14.00     48.60
ＦＮＯ．           3.88      5.22      7.11
画角２ω          80.71     32.05      9.43
像高IH             3.70      4.10      4.10
fb (in air)        4.04      4.04      4.04
全長 (in air)     69.87     69.87     69.87
d8                 0.40      6.31     13.34  
d14               13.44      7.53      0.50  
d15               10.73      5.32      0.50  
d21                3.11      4.90      8.75  
d24                1.44      5.05      6.02  
変倍比             9.60
群焦点距離
f1=19.40    f2=-8.31    f3=10.65    f4=-7.00    f5=13.77   
【００７２】
数値実施例２
単位：ｍｍ
面データ
面番号      r           d        nd        υd
物面       ∞         ∞
1    -137.977      0.50     1.91082    35.25
2      18.296      1.47
3        ∞       13.00     2.00100    29.14
4        ∞        0.20
5*     27.830      2.42     1.49710    81.56
6*    -21.781      0.20
7*     17.646      1.60     1.55332    71.68
8*   5385.641      可変  
9*    -81.876      0.41     1.85135    40.10
10*      8.178      1.62
11      -8.966      0.43     1.59282    68.63
12      60.035      0.20
13      22.584      1.56     1.92286    20.88
14     -38.516      可変
15(絞り)  ∞        可変
16*      6.500      2.97     1.58313    59.38
17*    -35.016      0.20
18       9.201      2.44     1.59551    39.24
19      -6.978      0.40     1.91082    35.25
20       4.312      1.86     1.49700    81.54
21     -14.893      可変
22      21.967      1.45     1.69895    30.13
23      -5.828      0.43     1.88300    40.76
24       5.997      可変
25*     23.736      2.41     1.49710    81.56
26*     -9.274      2.37
27        ∞        0.50     1.51633    64.14
28        ∞        0.50
29        ∞        0.50     1.51633    64.14
30        ∞        0.37
像面（撮像面）
非球面データ
第５面
k=0.000
A4=-7.58837e-05,A6=5.45123e-07  
第６面
k=0.000
A4=-1.45073e-04,A6=1.10767e-06  
第７面
k=0.000
A4=1.06820e-04,A6=2.03182e-07  
第８面
k=0.000
A4=2.21363e-04,A6=-1.17891e-06  
第９面
k=0.000
A4=-2.96088e-07,A6=-3.87783e-06  
第１０面
k=0.000
A4=3.13895e-05,A6=-2.04445e-06  
第１６面
k=0.000
A4=-1.04239e-04,A6=1.59840e-09  
第１７面
k=0.000
A4=1.44491e-04,A6=-1.39160e-06  
第２５面
k=0.000
A4=2.62391e-04,A6=6.77030e-06  
第２６面
k=0.000
A4=3.63658e-04,A6=6.11788e-06  
ズームデータ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
焦点距離           5.05     14.00     48.53
ＦＮＯ．           3.91      6.47      6.97
画角２ω          77.54     30.95      9.08
像高IH             3.53      4.04      4.04
fb (in air)        3.90      3.90      3.90
全長 (in air)     69.80     69.80     69.80
d8                 0.37      6.23     13.48  
d14               13.63      7.76      0.51  
d15               10.75      5.15      0.48  
d21                3.83      5.69      9.49  
d24                1.54      5.29      6.17  
変倍比             9.60
群焦点距離
f1=19.46    f2=-8.37    f3=10.77    f4=-7.04    f5=13.75   
【００７３】
数値実施例３
単位：ｍｍ
面データ
面番号      r           d        nd        υd
物面       ∞         ∞
1    -132.623      0.50     1.91082    35.25
2      18.296      1.47
3        ∞       13.00     2.00100    29.14
4        ∞        0.20
5*     43.270      2.21     1.49710    81.56
6*    -22.037      0.20
7*     14.958      1.75     1.55332    71.68
8*   7727.761      可変  
9*   -145.984      0.41     1.85135    40.10
10*      8.728      1.62
11      -9.318      0.39     1.59282    68.63
12      30.708      0.20
13      20.760      1.56     1.92286    20.88
14     -46.693      可変
15(絞り)  ∞        可変
16*      6.557      2.69     1.58313    59.38
17*    -26.447      0.20
18       9.627      2.44     1.59551    39.24
19      -8.768      0.40     1.91082    35.25
20       4.168      2.13     1.49700    81.54
21     -19.880      可変
22      23.443      1.40     1.64769    33.79
23      -6.484      0.43     1.88300    40.76
24       6.015      可変
25*     22.243      2.43     1.53172    48.84
26*     -8.736      2.37
27        ∞        0.50     1.51633    64.14
28        ∞        0.50
29        ∞        0.50     1.51633    64.14
30        ∞        0.37
像面（撮像面）
非球面データ
第５面
k=0.000
A4=-4.55241e-05,A6=-2.33780e-08,A8=1.48317e-08  
第６面
k=0.000
A4=-1.68731e-04,A6=1.41600e-06,A8=6.57008e-10  
第７面
k=0.000
A4=2.06812e-05,A6=1.79092e-06,A8=-8.19542e-09  
第８面
k=0.000
A4=1.70175e-04,A6=-2.41460e-08  
第９面
k=0.000
A4=-5.26699e-05,A6=-3.68749e-06  
第１０面
k=0.000
A4=5.82584e-06,A6=-3.53034e-06  
第１６面
k=0.000
A4=-1.66951e-04,A6=-1.04540e-06,A8=-5.80901e-08  
第１７面
k=0.000
A4=1.60669e-04,A6=-7.77575e-07,A8=1.18726e-08  
第２５面
k=0.000
A4=3.00054e-04,A6=9.96891e-06,A8=-4.89032e-07  
第２６面
k=0.000
A4=3.83113e-04,A6=1.67824e-05,A8=-6.61553e-07  
ズームデータ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
焦点距離           5.06     14.00     48.54
ＦＮＯ．           3.98      4.49      7.20
画角２ω          77.84     30.98      9.10
像高IH             3.53      4.04      4.04
fb (in air)        3.91      3.91      3.91
全長 (in air)     69.77     69.77     69.77
d8                 0.37      6.58     13.49  
d14               13.62      7.42      0.51  
d15               10.93      5.59      0.48  
d21                3.73      5.66      9.86  
d24                1.55      4.96      5.85  
変倍比             9.60
群焦点距離
f1=19.69    f2=-8.44    f3=10.68    f4=-6.60    f5=12.13   
【００７４】
数値実施例４
単位：ｍｍ
面データ
面番号      r           d        nd        υd
物面       ∞         ∞
1    -129.166      0.50     1.91082    35.25
2      18.296      1.47
3        ∞       13.00     2.00100    29.14
4        ∞        0.20
5*     65.650      2.11     1.49710    81.56
6*    -21.117      0.20
7*     13.823      1.85     1.55332    71.68
8*   5692.200      可変
9*   -907.669      0.40     1.85135    40.10
10*      8.467      1.62
11      -9.091      0.39     1.59282    68.63
12      30.439      0.20
13      20.306      1.56     1.92286    20.88
14     -48.932      可変
15(絞り)  ∞        可変
16*      6.534      2.69     1.58313    59.38
17*    -25.694      0.20
18       9.329      2.44     1.59551    39.24
19      -8.081      0.40     1.91082    35.25
20       4.135      2.13     1.49700    81.54
21     -21.153      可変
22      23.639      1.40     1.64769    33.79
23      -7.477      0.43     1.88300    40.76
24       5.877      可変
25*     18.883      2.43     1.53172    48.84
26*     -9.202      2.37
27        ∞        0.50     1.51633    64.14
28        ∞        0.50
29        ∞        0.50     1.51633    64.14
30        ∞        0.37
像面（撮像面）
非球面データ
第５面
k=0.000
A4=-1.24832e-05,A6=6.31971e-08,A8=-8.27908e-09  
第６面
k=0.000
A4=-1.09287e-04,A6=-2.35334e-08,A8=-4.30611e-09  
第７面
k=0.000
A4=3.46230e-05,A6=4.65553e-07,A8=-1.01576e-10  
第８面
k=0.000
A4=1.58583e-04,A6=1.64633e-08,A8=-5.91667e-09  
第９面
k=0.000
A4=-3.66388e-05,A6=-5.04628e-07,A8=-1.15637e-07  
第１０面
k=0.000
A4=2.95952e-05,A6=2.25204e-07,A8=-7.86366e-09  
第１６面
k=0.000
A4=-1.64568e-04,A6=-1.05784e-06,A8=-2.51354e-08  
第１７面
k=0.000
A4=1.36188e-04,A6=-5.89279e-07,A8=2.03536e-08  
第２５面
k=0.000
A4=3.05336e-04,A6=-1.69536e-06,A8=1.36858e-07  
第２６面
k=0.000
A4=4.24812e-04,A6=-3.79914e-06,A8=2.10868e-07  
ズームデータ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
焦点距離           5.05     14.00     48.54
ＦＮＯ．           3.95      4.29      7.04
画角２ω          77.83     31.01      9.15
像高IH             3.53      4.04      4.04
fb (in air)        3.91      3.91      3.91
全長 (in air)     69.59     69.59     69.59
d8                 0.37      6.66     13.30  
d14               13.46      7.17      0.51  
d15               11.02      5.82      0.48  
d21                3.64      5.58      9.69  
d24                1.56      4.82      6.06  
変倍比             9.60
群焦点距離
f1=19.43    f2=-8.44    f3=10.68    f4=-6.66    f5=12.00   
【００７５】
数値実施例５
単位：ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd        υd
物面        ∞         ∞
1     -112.366      0.50     1.91082    35.25
2       18.296      1.47
3         ∞       13.00     2.00100    29.14
4         ∞        0.20
5*      82.022      2.39     1.49710    81.56
6*     -16.273      0.20
7*      15.352      1.72     1.55332    71.68
8*    1427.365      可変  
9* -250203.591      0.39     1.75501    51.16
10*       8.727      1.62
11       -9.152      0.39     1.59282    68.63
12       26.976      0.20
13       17.142      1.32     1.92286    20.88
14     -973.070      可変
15(絞り)   ∞        可変
16*       6.192      2.79     1.58313    59.38
17*    -146.606      0.20
18        5.810      2.92     1.48749    70.23
19       -7.862      0.40     1.88300    40.80
20        3.212      2.13     1.49700    81.54
21      -16.400      可変
22    15354.346      1.41     1.76182    26.52
23       -6.166      0.43     1.80440    39.59
24        5.920      可変
25*      24.669      2.43     1.53172    48.84
26*      -7.051      2.37
27         ∞        0.50     1.51633    64.14
28         ∞        0.50
29         ∞        0.50     1.51633    64.14
30         ∞        0.37
像面（撮像面）
非球面データ
第５面
k=0.000
A4=-9.72583e-05,A6=-1.14815e-06  
第６面
k=0.000
A4=-1.64900e-04,A6=5.12672e-10  
第７面
k=0.000
A4=-1.63782e-05,A6=-1.43472e-07  
第８面
k=0.000
A4=8.04670e-05,A6=-1.85197e-06  
第９面
k=0.000
A4=-2.17142e-04,A6=-9.09137e-08  
第１０面
k=0.000
A4=-1.64195e-04,A6=5.14316e-06  
第１６面
k=0.000
A4=6.59237e-05,A6=-4.72725e-07  
第１７面
k=0.000
A4=3.75225e-04,A6=-7.37063e-06  
第２５面
k=0.000
A4=3.50837e-04,A6=-1.51972e-05  
第２６面
k=0.000
A4=7.20378e-04,A6=-1.46566e-05  
ズームデータ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
焦点距離           5.04     13.97     48.48
ＦＮＯ．           3.72      5.89      7.08
画角２ω          77.98     30.82      9.22
像高IH             3.53      4.04      4.04
fb (in air)        3.87      3.87      3.87
全長 (in air)     68.58     68.58     68.58
d8                 0.37      6.41     12.40  
d14               12.55      6.51      0.51  
d15               11.38      6.27      0.48  
d21                2.64      4.72      9.46  
d24                1.67      4.69      5.74  
変倍比             9.62
群焦点距離
f1=18.57    f2=-8.36    f3=10.39    f4=-7.00    f5=10.60   
【００７６】
以上の実施例１〜５の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図６〜図１０に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端における、球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。各図中、“ＦＩＹ”は最大像高を示す。
なお、後述するように、広角端付近では発生するたる型のディストーションを補正するように有効撮像領域をたる型にしている。
このため、各実施例とも、広角端での像高ＩＨが中間焦点距離状態、望遠端と比較して小さくなっている。
【００７７】
次に、各実施例における条件式（１）〜（１０）の値を掲げる。
実施例1      実施例2      実施例3      実施例4      実施例5
(1)      9.60         9.60         9.60         9.60         9.62 
(2)     -0.33        -0.28        -0.33        -0.35        -0.31 
(3)     46.29        46.29        46.29        46.29        40.74 
(4)      0.10         0.08         0.11         0.11         0.08 
(5)     -0.19        -0.24        -0.35        -0.39        -0.48 
(6)     -1.52        -1.53        -1.62        -1.60        -1.48 
(7)      2.95         2.99         2.91         2.92         2.85 
(8)      2.52         2.49         2.60         2.57         2.72 
(9)      1.29         1.28         1.26         1.28         1.24 
(10)     2.57         2.57         2.57         2.57         2.58
【００７８】
（歪曲収差の補正）
ところで、本発明のズームレンズを用いたときに、像の歪曲は電気的にデジタル補正する。以下に、像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念について説明する。
【００７９】
例えば、図１１に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円周上（像高）での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点を略放射方向に移動させて、半径ｒ’（ω）となるように同心円状に移動させることで補正する。
【００８０】
例えば、図１１において、半径Ｒの円の内側に位置する任意の半径ｒ１（ω）の円周上の点Ｐ１は、円の中心に向けて補正すべき半径ｒ１’（ω）円周上の点Ｐ２に移動させる。また、半径Ｒの円の外側に位置する任意の半径ｒ２（ω）の円周上の点Ｑ１は、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径ｒ２’（ω）円周上の点Ｑ２に移動させる。
【００８１】
ここで、ｒ’（ω）は次のように表わすことができる。
ｒ’（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω
ここで、
ωは被写体半画角、
ｆは結像光学系（本発明では、ズームレンズ）の焦点距離、
αは０以上１以下
である。
【００８２】
ここで、前記半径Ｒの円上（像高）に対応する理想像高をＹとすると、
α＝Ｒ／Ｙ＝Ｒ／（ｆ・ｔａｎω）
となる。
【００８３】
光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であり、すなわち歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。したがって、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円の円周上（像高）の倍率を固定して、それ以外の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点を略放射方向に移動させて、半径ｒ’（ω）となるように同心円状に移動させることで補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。
【００８４】
ところが、光学像は、電子撮像素子で撮像された時点で（サンプリングのため）連続量ではなくなる。したがって、厳密には光学像上に描かれる上記半径Ｒの円も、電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。
【００８５】
つまり、離散的座標点毎に表わされる画像データの形状補正においては、上記倍率を固定できる円は存在しない。そこで、各画素（Ｘｉ，Ｙｊ）毎に、移動先の座標（Ｘｉ’，Ｙｊ’）を決める方法を用いるのがよい。なお、座標（Ｘｉ’，Ｙｊ’）に（Ｘｉ，Ｙｊ）の２点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標（Ｘｉ’，Ｙｊ’）の値を用いて補間すればよい。
【００８６】
このような方法は、特にズームレンズを有する電子撮像装置において光学系や電子撮像素子の製造誤差等のために光軸に対して歪みが著しく、前記光学像上に描かれる上記半径Ｒの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、撮像素子あるいは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪み等が発生する場合等の補正に有効である。
【００８７】
本発明の電子撮像装置では、補正量ｒ’（ω）−ｒ（ω）を計算するために、ｒ（ω）すなわち半画角と像高との関係、あるいは、実像高ｒと理想像高ｒ’／αとの関係が、電子撮像装置に内蔵された記録媒体に記録されている構成としてもよい。
【００８８】
なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、前記半径Ｒが、次の条件式を満足するのがよい。
【００８９】
０≦Ｒ≦０．６Ｌｓ
ここで、Ｌｓは有効撮像面の短辺の長さである。
【００９０】
好ましくは、前記半径Ｒは、次の条件式を満足するのがよい。
０．３Ｌｓ≦Ｒ≦０．６Ｌｓ
さらには、半径Ｒは、略有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径Ｒ＝０の近傍、すなわち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、画質の面で若干の不利があるが、広画角化しても小型化にするための効果は確保できる。
【００９１】
なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍で略、
ｒ’（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。
【００９２】
ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した１つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による測定に基づいて決定しておけばよい。
【００９３】
そして、前記分割されたゾーン内の望遠端近傍で略、
ｒ’（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
【００９４】
ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
ｆ＝ｙ／ｔａｎω
が成立する。
ここで、ｙは像点の光軸からの高さ（像高）、ｆは結像系（本発明ではズームレンズ）の焦点距離、ωは撮像面上の中心からｙの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度（被写体半画角）である。
【００９５】
結像系に樽型の歪曲収差がある場合は、
ｆ＞ｙ／ｔａｎω
となる。つまり、結像系の焦点距離ｆと、像高ｙとを一定とすると、ωの値は大きくなる。
【００９６】
（デジタルカメラ）
さて、以上のような本発明のズームレンズで物体像を形成しその像をＣＣＤ等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【００９７】
図１２〜図１４は、本発明によるズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系１４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図１２はデジタルカメラ１４０の外観を示す前方斜視図、図１３は同後方斜視図、図１４はデジタルカメラ１４０の構成を示す断面図である。デジタルカメラ１４０は、この例の場合、撮影用光路１４２を有する撮影光学系１４１、ファインダー用光路１４４を有するファインダー光学系１４３、シャッター１４５、フラッシュ１４６、液晶表示モニター１４７等を含み、カメラ１４０の上部に配置されたシャッター１４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系１４１、例えば実施例１の光路折り曲げズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系１４１によって形成された物体像が、近赤外カットフィルターと光学的ローパスフィルタＦを介してＣＣＤ１４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ１４９で受光された物体像は、処理手段１５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター１４７に表示される。また、この処理手段１５１には記録手段１５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段１５２は処理手段１５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ１４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
【００９８】
さらに、ファインダー用光路１４４上にはファインダー用対物光学系１５３が配置してある。このファインダー用対物光学系１５３によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム１５５の視野枠１５７上に形成される。このポリプリズム１５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系１５９が配置されている。なお、撮影光学系１４１及びファインダー用対物光学系１５３の入射側、接眼光学系１５９の射出側にそれぞれカバー部材１５０が配置されている。
【００９９】
このように構成されたデジタルカメラ１４０は、撮影光学系１４１が９倍程度の高変倍比で、高い光学性能を有するズームレンズであるので、高性能で、奥行き方向が極めて薄い安価なデジタルカメラが実現できる。
【０１００】
なお、図１４の例では、カバー部材１５０として平行平面板を配置しているが、省いてもよい。
【０１０１】
（内部回路構成）
図１５は、上記デジタルカメラ１４０の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４、一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部１１９等からなる。
【０１０２】
図１５に示すように、デジタルカメラ１４０は、操作部１１２と、この操作部１１２に接続された制御部１１３と、この制御部１１３の制御信号出力ポートにバス１１４及び１１５を介して接続された撮像駆動回路１１６並びに一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１を備えている。
【０１０３】
上記の一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１は、バス１２２を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路１１６には、ＣＣＤ１４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４が接続されている。
【０１０４】
操作部１１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。
【０１０５】
制御部１１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１１２を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ１４０全体を制御する回路である。
【０１０６】
ＣＣＤ１４９は、本発明による撮影光学系１４１を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ１４９は、撮像駆動回路１１６により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４に出力する撮像素子である。
【０１０７】
ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４は、ＣＣＤ１４９から入力する電気信号を増幅しかつアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１１７に出力する回路である。
【０１０８】
一時記憶メモリ１１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４から出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１１８は、一時記憶メモリ１１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１１３から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
【０１０９】
記録媒体部１１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１１８で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。
【０１１０】
表示部１２０は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニターに画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部１２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、そのＲＯＭ部から読み出された画質パラメータの中から操作部１１２の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。設定情報記憶メモリ部１２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
【０１１１】
このように構成されたデジタルカメラ１４０は、撮影光学系１４１が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広画角化が実現できる。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
以上のように、本発明にかかる光路反射型のズームレンズは、高変倍比を有しながら光学性能の確保や小型化する場合に有用である。
【符号の説明】
【０１１３】
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｇ４…第４レンズ群
Ｇ５…第５レンズ群
Ｓ…開口絞り
Ｆ…ローパスフィルタ
Ｃ…カバーガラス
Ｐ…プリズム
Ｉ…像面
１１２…操作部
１１３…制御部
１１４…バス
１１５…バス
１１６…撮像駆動回路
１１７…一時記憶メモリ
１１８…画像処理部
１１９…記憶媒体部
１２０…表示部
１２１…設定情報記憶メモリ部
１２２…バス
１２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
１４０…デジタルカメラ
１４１…撮影光学系
１４２…撮影用光路
１４３…ファインダー光学系
１４４…ファインダー用光路
１４５…シャッターボタン
１４６…フラッシュ
１４７…液晶表示モニター
１４９…ＣＣＤ
１５０…カバー部材
１５１…処理手段
１５２…記録手段
１５３…ファインダー用対物光学系
１５５…正立プリズム
１５７…視野枠
１５９…接眼光学系
【図１】
2013007898.tif 000003
【図２】
2013007898.tif 000004
【図３】
2013007898.tif 000005
【図４】
2013007898.tif 000006
【図５】
2013007898.tif 000007
【図６】
2013007898.tif 000008
【図７】
2013007898.tif 000009
【図８】
2013007898.tif 000010
【図９】
2013007898.tif 000011
【図１０】
2013007898.tif 000012
【図１１】
2013007898.tif 000013
【図１２】
2013007898.tif 000014
【図１３】
2013007898.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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